基于Nginx+Tomcat实现负载均衡实例教程

很多用到nginx的地方都是作为静态伺服器,这样可以方便缓存那些静态文件,比如CSS，JS，html,htm等文件,下面这篇文章主要给大家介绍了关于使用Nginx+Tomcat实现负载均衡的相关资料,需要的朋友可以参考下!

Nginx + Tomcat 实现负载均衡

1. 环境

Linux version:  5.4.0-96-generic
OS Version: ubuntu1~20.04
Architecture:   amd64
Nginx version:  nginx/1.18.0 (Ubuntu)
JVM Version:11.0.15+10-Ubuntu-0ubuntu0.20.04.1
Tomcat Version: Apache Tomcat/9.0.63

2. 安装

2.1 安装 Nginx

在命令行输入：

sudo apt-get install nginx

测试命令：

sudo nginx -t

窗口显示：

nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

在浏览器输入服务器 ip：

2.2 安装 Java

安装 jdk：

sudo apt-get -y install openjdk-11-jdk

查看版本：

java --version

输出如下：

openjdk 11.0.15 2022-04-19
OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.15+10-Ubuntu-0ubuntu0.20.04.1)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 11.0.15+10-Ubuntu-0ubuntu0.20.04.1, mixed mode, sharing)

安装成功。

查看 Java 的安装位置：

update-alternatives --config java

输出如下：

There is only one alternative in link group java (providing /usr/bin/java): /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64/bin/java

将 $JAVA_HOME 添加到环境变量：

sudo vim $HOME/.bashrc
shift+G

在行尾添加：

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME

退出 vim ，激活环境变量：

source $HOME/.bashrc

验证环境变量：

echo $JAVA_HOME

输出如下，激活成功。

/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64

2.3 安装 Tomcat

官网下载的 Tomcat 9.0.63，注意需为 Core/tar.gz(pgp, sha512) 版本，或 点此下载 ，将文件上传到服务器中的路径 /usr/local 下，输入下列命令解压：

cd /usr/local && tar -zxvf apache-tomcat-9.0.63.tar.gz

配置环境变量，打开 Tomcat 启动脚本：

cd apache-tomcat-9.0.63 && vim bin/startup.sh
shift+G

在语句 exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" start "$@" 的上一行插入下列语句：

JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64
JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME
CLASSPATH=.:$JRE_HOME/lib/rt.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
TOMCAT_HOME=/usr/local/apache-tomcat-9.0.63

保存并退出。

开放服务器的 8080 端口：

firewall-cmd --zone=public --add-port=8080/tcp --permanent

重启防火墙

systemctl restart firewalld.service

去云服务器管理控制台添加安全组：

运行：

./bin/shutdown.sh && rm -rf logs/catalina.out && ./bin/startup.sh ; tail -f logs/catalina.out

输出应该如下所示：

在浏览器访问 $ip:8080，显示：

说明你配置成功。

3. 部署

3.1 Tomcat 服务器部署

本实验需要使用 3 个端口，分别使用 8001，8082，8083，在腾讯云控制台开放端口后，在 shell 中手动开放端口并重启防火墙：

firewall-cmd --zone=public --add-port=8081/tcp --permanent
firewall-cmd --zone=public --add-port=8082/tcp --permanent
firewall-cmd --zone=public --add-port=8083/tcp --permanent
systemctl restart firewalld.service

注意去腾讯云开启你的安全组

我们使用 Tomcat 自带的 3 个 Web 项目来实现不同的端口访问不同的应用，假设你完全按照上文的方式操作，那么此时你的 Tomcat 为 /usr/local/apache-tomcat-9.0.63，根据根路径打开服务器的配置文件：

cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.63/conf && vim server.xml

删除掉原代码，换成以下代码：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
<Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
<Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
<Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
<Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
<Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
<GlobalNamingResources>
<Resource name="UserDatabase" auth="Container"
type="org.apache.catalina.UserDatabase"
description="User database that can be updated and saved"
factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
pathname="conf/tomcat-users.xml" />
</GlobalNamingResources>
<Service name="Catalina">
<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
<Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
<Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
resourceName="UserDatabase"/>
</Realm>
<Host name="localhost"  appBase="webapps"
unpackWARs="true" autoDeploy="true">
<Context path="" docBase="ROOT" reloadable="true" />
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
</Host>
</Engine>
</Service>
<Service name="Catalina2">
<Connector port="8082" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
<Engine name="Catalina2" defaultHost="localhost">
<Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
<Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
resourceName="UserDatabase"/>
</Realm>
<Host name="localhost"  appBase="webapps"
unpackWARs="true" autoDeploy="true">
<Context path="" docBase="examples" reloadable="true" />
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
</Host>
</Engine>
</Service>
<Service name="Catalina3">
<Connector port="8083" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
<Engine name="Catalina3" defaultHost="localhost">
<Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
<Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
resourceName="UserDatabase"/>
</Realm>
<Host name="localhost"  appBase="webapps"
unpackWARs="true" autoDeploy="true">
<Context path="" docBase="examples/websocket" reloadable="true" />
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
</Host>
</Engine>
</Service>
</Server>

这样，通过 $ip:8081、$ip:8082、$ip:8083 分别访问就可以得到不同的服务端。

8083 端口的资源不完整，因为 Tomcat 默认只提供了 2 个有效的 app，第三个端口会返回一个 404 页面，某种程度上它也是一个应用。

3.2 Nginx 反向代理

编辑 nginx.conf 配置文件：

vim /etc/nginx/nginx.conf

将下列语句插入到模块 http 的末尾：

upstream tomcat_server {
server 101.42.117.143:8081;
server 101.42.117.143:8082;
server 101.42.117.143:8083;
}
server {
listen 80;
server_name 101.42.117.143;
location / {
proxy_pass http://tomcat_server;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}

启动或重启 nginx：

nginx 或 nginx -s reload

这样，可以直接访问 80 端口，或 $ip 后将其代理到后端的 3 台服务器上。

nginx 默认采用轮询策略。

4. 负载均衡

4.1 轮询

轮询策略 nginx.conf 的配置如下：

upstream tomcat_server {
server 101.42.117.143:8081 weight=1;
server 101.42.117.143:8082 weight=1;
server 101.42.117.143:8083 weight=1;
}
server {
listen 80;
server_name 101.42.117.143;
location / {
proxy_pass http://tomcat_server;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}

重启 nginx：

nginx -s reload

使用 postman 频繁访问，页面出现的频率是 ABC ABC ABC ABC。

4.2 加权轮询

加权轮询策略 nginx.conf 的配置如下：

upstream tomcat_server {
server 101.42.117.143:8081 weight=1;
server 101.42.117.143:8082 weight=3;
server 101.42.117.143:8083 weight=5;
}
server {
listen 80;
server_name 101.42.117.143;
location / {
proxy_pass http://tomcat_server;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}

重启 nginx：

nginx -s reload

使用 postman 频繁访问，页面出现的频率是 CBCACBCBC CBCACBCBC。

该算法称为提案者轮换选择算法，每一轮都会将被选中的对象减去总权重值，每一轮都会将各结点的权重值加上固定的预设权重值，这是一个公平的轮换算法，可以防止权重过大的结点持续占据资源。过程如下：

初始权重加权选择选中者减去权重和

0 0 01 3 5C1 3 -41 3 -42 6 1B2 -3 12 -3 13 0 6C3 0 -33 0 -34 3 2A-5 3 2-5 3 2-4 6 7C-4 6 -2-4 6 -2-3 9 3B-3 0 3-3 0 3-2 3 8C-2 3 -1-2 3 -1-1 6 4B-1 -3 4-1 -3 40 0 9C0 0 00 0 01 3 5C1 3 -41 3 -42 6 1B2 -3 12 -3 13 0 6C3 0 -3…………

4.2 IP Hash

IP Hash 策略 nginx.conf 的配置如下：

upstream tomcat_server {
server 101.42.117.143:8081;
server 101.42.117.143:8082;
server 101.42.117.143:8083;
ip_hash;
}
server {
listen 80;
server_name 101.42.117.143;
location / {
proxy_pass http://tomcat_server;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}

重启 nginx：

nginx -s reload

它会将主机的 $ip 哈希映射到一个随机的固定值，然后对 3 取模得到响应的端口序号；

使用主机 1 的 postman 频繁访问，页面出现的频率是 AAAAAA；

使用主机 2 的 postman 频繁访问，页面出现的频率是 BBBBBB。

总结

到此这篇关于使用Nginx+Tomcat实现负载均衡的文章就介绍到这了！

文档下载：基于Nginx+Tomcat实现负载均衡实例教程.doc文档